论文摘要
航运业高速发展的同时,船舶在行进过程中对海洋造成的污染日趋增长。目前急需研发精度高、便携的微纳检测技术,用于实时性的低浓度污染物预警。基于纳米粒子LSPR效应是SERS等检测提升手段的重要依据,消光能力强和灵敏度高的光学性能优异的纳米粒子是构成微纳传感器检测污染物的应用基础,也是本文的重要研究对象。本文的主要研究工作如下:（1）通过文献调研,介绍了贵金属与电介质、导体、半导体材料相结合的复合纳米结构的实用性和可仿真性,综合复合结构的优势和传统单一纳米团簇结构的研究,本文提出了非金属纳米椭球（X）与银纳米球的X@Ag复合结构,分别选取了常见有代表性的电介质材料Al2O3、SiO2,导体材料C（石墨烯）和半导体材料TiO2作为非金属纳米椭球的材料,通过对不同尺寸的X@Ag复合结构中改变Ag球位置、纳米椭球纵横比参数的仿真计算得到LSPR共振响应最强对应的最佳复合结构几何参数,并通过电场图局域增强的现象和成键杂化理论解释了仿真得出的最优几何结构的LSPR效应机理,进一步计算得到了不同材料纳米椭球与银球复合结构在最佳尺寸下的消光能力对比和折射率灵敏度对比。（2）结合纳米网状结构重要的科研价值及银纳米小球在椭球两端时有最强LSPR共振响应的特点,本文设计了由X@Ag复合结构单体“端对端”组成的网状阵列,Ag金属球与非金属纳米椭球交替排列。通过对消光谱图的计算和电场分布图证实了X@Ag网状阵列结构具有较X@Ag复合结构单体更强的LSPR共振强度和局域电磁场耦合增强;通过进一步的仿真计算对比得到同一纳米粒子尺度下,X@Ag网状阵列结构的折射率灵敏度和消光强度均大于X@Ag复合结构单体。即证实了X@Ag复合结构单体组成网状阵列能进一步提升性能。本文计算的X@Ag纳米粒子复合结构具有单峰性和峰宽窄特性,折射率灵敏度和LSPR共振强度均有进一步提高的空间,具备了开发成优良微纳传感器并且在生化检测领域应用的潜力。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 谢欣
导师: 刘璟
关键词: 有限时域差分,微纳传感技术,局域表面等离子共振,消光截面积,折射率灵敏度
来源: 集美大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑
专业: 海洋学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用
单位: 集美大学
分类号: X736.3;X55
总页数: 78
文件大小: 7213K
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标签：有限时域差分论文; 微纳传感技术论文; 局域表面等离子共振论文; 消光截面积论文; 折射率灵敏度论文;